Международная группа ученых под руководством специалистов Киотского университета проследила эволюционную историю клеток крови на протяжении примерно 700 млн лет. Исследователи пришли к выводу, что эти клетки не возникли заново после появления многоклеточных животных. По их данным, они сформировались на основе генетических механизмов, унаследованных от одноклеточных предков.
Для исследования ученые изучили транскриптомы — наборы данных об активности генов в клетках. Были сопоставлены сведения о людях, мышах, рыбах данио-рерио, асцидиях, морских ежах, мухах, червях, губках и ряде одноклеточных организмов. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Авторы искали сходства в генетических программах разных типов клеток. Они исходили из того, что общие сложные механизмы регуляции могут указывать на происхождение от единой древней клеточной программы. Такой подход необходим, поскольку сами клетки обычно не сохраняются в ископаемом виде, в отличие от костей, чешуи, перьев или раковин.
Согласно выводам исследователей, самые ранние клетки крови были похожи не на современные переносчики кислорода, а на амебообразные клетки, напоминающие макрофаги. Макрофаги относятся к крупным белым клеткам крови и способны поглощать и переваривать микроорганизмы. У близких к животным одноклеточных организмов ученые обнаружили сходные генетические программы, связанные с фагоцитозом — захватом и поглощением частиц.
Особое внимание специалисты уделили гену Fos, который встречается и у клеток крови животных, и у одноклеточных организмов. При усилении активности этого гена клетки одного из одноклеточных организмов переставали объединяться и сохраняли изолированное амебообразное состояние. Это, по мнению авторов, указывает на древнее происхождение генетического механизма, обеспечивающего поведение, сходное с работой макрофагов.
Ученые полагают, что далее клетки крови разделились на 2 крупные эволюционные ветви. От клеток, похожих на макрофаги, позднее произошли В-клетки, вырабатывающие антитела, а другая ветвь стала предшественницей тучных клеток, Т-клеток, эритроцитов и тромбоцитов. Полученные данные могут помочь в изучении происхождения заболеваний, включая рак.
